Fonte: Inovação Tecnológica
Pesquisadores da Universidade de Surrey, no Reino Unido, descobriram um método para fabricar a molécula de Carbono 60 (C60) de forma controlada e gerando cristais homogêneos, um avanço que deverá viabilizar a utilização prática deste que é um dos mais promissores materiais da nanotecnologia.
Carbono 60
A molécula C60 é um fulereno, também conhecida como buckyball, e já se conhecem as vantagens desse nanomaterial que é mais resistente que o aço e mais duro do que o diamante em aplicações que vão desde o armazenamento de hidrogênio até a fabricação de transistores orgânicos de alto desempenho.
Até agora, porém, esses experimentos eram feitos apenas em escala de laboratório porque os cientistas não sabiam como produzir moléculas de C60 em larga escala e sem defeitos.
Revendo a teoria
A técnica consiste na mistura de dois líquidos, um dos quais contém moléculas de C60, a baixa temperatura. Como resultado são gerados cristais de carbono puro formados inteiramente por estas moléculas quase-esféricas medindo 80 nanômetros de diâmetro.
Além dos efeitos práticos, a pesquisa também vai exigir que sejam refeitos os modelos teóricos de crescimento dessas moléculas, já que os cientistas acreditavam até agora que elas somente seriam produzidas com dimensões ao redor dos 400 nanômetros.
Inúmeras aplicações
O processo de fabricação tem alto rendimento e o formato dos cristais pode ser controlado variando-se o solvente, a concentração e a temperatura da reação.
Isto permite a fabricação de cristais que poderão revolucionar a fabricação de células solares, transistores, sensores de gás, diodos e fotodetectores. Estas e várias outras tecnologias deverão ter um impulso com a possibilidade de fabricação das buckyballs em larga escala.
Outro material promissor, os nanotubos de carbono, ainda estão na dependência da descoberta de um método como este para que eles possam ser utilizados em larga escala.
domingo, 20 de julho de 2008
sábado, 12 de julho de 2008
Máquina de costura microscópica usa laser para costurar molécula de DNA
Máquina de costura microscópica usa laser para costurar molécula de DNA
Fonte: Inovação Tecnológica
Nesta semana, cientistas japoneses anunciaram a construção da primeira molécula de DNA artificial.
Agora, uma outra equipe, também do Japão, demonstrou o funcionamento de uma máquina de costura microscópica, capaz de costurar longas cadeias de DNA sem quebrá-las. O instrumento é uma forma inédita de lidar com as delicadas cadeias de DNA sem danificá-las.
Marcadores genéticos
Para detectar problemas genéticos, os cientistas utilizam marcadores genéticos, uma espécie de "sonda" que somente se liga a cadeias de DNA muito similares. Construindo marcadores genéticos típicos de determinada anomalia, os cientistas conseguem verificar sua existência ou não no paciente.
Na prática, esta técnica tem inconveniente de ser muito lenta. Os marcadores genéticos são detectados por fluorescência. Mas, depois que eles se ligam a uma outra molécula, eles ficam totalmente enrolados, o que dificulta muito a sua detecção.
Máquina de costura de DNA
Com a nova máquina de costura de DNA, construída pela equipe do professor Kyohei Terao, da Universidade de Tóquio, torna-se possível capturar a molécula de DNA e esticá-la, facilitando sua localização. A seguir, ela pode também ser enrolada em microcarretéis, para armazenamento temporário.
"Quando uma molécula de DNA é manipulada e esticada por microganchos e laços, a localização genética pode ser determinada facilmente com alta resolução espacial," afirma o Dr. Terao.
Pinças ópticas
Os ganchos e laços dessa microcostura são controlados por uma ferramenta à base de raios laser conhecida como pinça óptica. A precisão e a delicadeza das pinças ópticas permitem que a molécula de DNA seja manipulada sem ser danificada.
O gancho em formato de S que prende a molécula de DNA tem a ponta parecida com a de um anzol, o impede que a molécula escape. Depois de presa, a molécula pode ser movida à vontade por meio das pinças ópticas. Ela também pode ser desenrolada e enrolada ao redor de peças artificiais.
Os pesquisadores afirmam que essa nova técnica de costura permitirá a construção de moléculas de DNA artificialmente grandes, além de poder ser utilizada em seqüenciamento genético e até mesmo em eletrônica molecular.
Bibliografia:On-site manipulation of single chromosomal DNA molecules by using optically driven microstructuresKyohei Terao, Masao Washizu, Hidehiro Oanahttp://www.rsc.org/Publishing/Journals/lc/July 2008Vol.: Online before printDOI: 10.1039/b803753a
Fonte: Inovação Tecnológica
Nesta semana, cientistas japoneses anunciaram a construção da primeira molécula de DNA artificial.
Agora, uma outra equipe, também do Japão, demonstrou o funcionamento de uma máquina de costura microscópica, capaz de costurar longas cadeias de DNA sem quebrá-las. O instrumento é uma forma inédita de lidar com as delicadas cadeias de DNA sem danificá-las.
Marcadores genéticos
Para detectar problemas genéticos, os cientistas utilizam marcadores genéticos, uma espécie de "sonda" que somente se liga a cadeias de DNA muito similares. Construindo marcadores genéticos típicos de determinada anomalia, os cientistas conseguem verificar sua existência ou não no paciente.
Na prática, esta técnica tem inconveniente de ser muito lenta. Os marcadores genéticos são detectados por fluorescência. Mas, depois que eles se ligam a uma outra molécula, eles ficam totalmente enrolados, o que dificulta muito a sua detecção.
Máquina de costura de DNA
Com a nova máquina de costura de DNA, construída pela equipe do professor Kyohei Terao, da Universidade de Tóquio, torna-se possível capturar a molécula de DNA e esticá-la, facilitando sua localização. A seguir, ela pode também ser enrolada em microcarretéis, para armazenamento temporário.
"Quando uma molécula de DNA é manipulada e esticada por microganchos e laços, a localização genética pode ser determinada facilmente com alta resolução espacial," afirma o Dr. Terao.
Pinças ópticas
Os ganchos e laços dessa microcostura são controlados por uma ferramenta à base de raios laser conhecida como pinça óptica. A precisão e a delicadeza das pinças ópticas permitem que a molécula de DNA seja manipulada sem ser danificada.
O gancho em formato de S que prende a molécula de DNA tem a ponta parecida com a de um anzol, o impede que a molécula escape. Depois de presa, a molécula pode ser movida à vontade por meio das pinças ópticas. Ela também pode ser desenrolada e enrolada ao redor de peças artificiais.
Os pesquisadores afirmam que essa nova técnica de costura permitirá a construção de moléculas de DNA artificialmente grandes, além de poder ser utilizada em seqüenciamento genético e até mesmo em eletrônica molecular.
Bibliografia:On-site manipulation of single chromosomal DNA molecules by using optically driven microstructuresKyohei Terao, Masao Washizu, Hidehiro Oanahttp://www.rsc.org/Publishing/Journals/lc/July 2008Vol.: Online before printDOI: 10.1039/b803753a
Tampa do tanque de combustível será aberta por liga metálica com memória
Tampa do tanque de combustível será aberta por liga metálica com memória
Fonte: Inovação Tecnológica
Uma liga metálica de níquel e titânio, dotada de uma memória que a torna capaz de retornar ao seu formato original depois de deformada, está sendo utilizada para simplificar um mecanismo muito útil nos automóveis: a abertura da tampa do tanque de combustível.
Essa mesma liga com memória de formato já está sendo testada em mecanismos de segurança para proteção dos passageiros em caso de colisões laterais e para o projeto de asas de aviões totalmente variáveis, que alteram seu desenho de acordo com a velocidade.
Mecanismo de abertura da tampa do tanque
Apertar um botão no painel do carro para que o frentista possa encher o tanque parece ser algo extremamente simples. O problema é que o sistema todo envolve fios, interruptores, um motor elétrico e várias molas, sem contar parafusos, arruelas e outras pequenas peças.
Utilizando uma única peça da liga metálica com memória, todo esse mecanismo de acionamento pode ser simplificado para um único fio, reduzindo o custo do sistema todo em 80 por cento.
Liga metálica com memória
No protótipo já em funcionamento no Instituto de Máquinas-Ferramenta de Dresden, na Alemanha, um único fio faz com que uma corrente elétrica passe ao longo da peça que trava a tampa do tanque de combustível. Esta peça é feita com a liga metálica especial dotada de memória.
O calor gerado pela passagem da corrente elétrica deforma a peça, fazendo-a liberar a tampa do tanque. Ao interromper a passagem da energia, a peça volta ao seu formato original e trava novamente a tampa do tanque de combustível assim que o frentista a pressiona de volta.
Menor desgaste
Além de mais barato, mais leve e não ocupar espaço, o novo sistema é mais durável do que o atual, no qual o grande número de peças aumenta a possibilidade de falhas. "Mesmo se você abrir a tampa do tanque de combustível duas vezes por dia durante 10 anos, o sistema não apresentará nenhum desgaste," diz o engenheiro Gunther Naumann.
Fonte: Inovação Tecnológica
Uma liga metálica de níquel e titânio, dotada de uma memória que a torna capaz de retornar ao seu formato original depois de deformada, está sendo utilizada para simplificar um mecanismo muito útil nos automóveis: a abertura da tampa do tanque de combustível.
Essa mesma liga com memória de formato já está sendo testada em mecanismos de segurança para proteção dos passageiros em caso de colisões laterais e para o projeto de asas de aviões totalmente variáveis, que alteram seu desenho de acordo com a velocidade.
Mecanismo de abertura da tampa do tanque
Apertar um botão no painel do carro para que o frentista possa encher o tanque parece ser algo extremamente simples. O problema é que o sistema todo envolve fios, interruptores, um motor elétrico e várias molas, sem contar parafusos, arruelas e outras pequenas peças.
Utilizando uma única peça da liga metálica com memória, todo esse mecanismo de acionamento pode ser simplificado para um único fio, reduzindo o custo do sistema todo em 80 por cento.
Liga metálica com memória
No protótipo já em funcionamento no Instituto de Máquinas-Ferramenta de Dresden, na Alemanha, um único fio faz com que uma corrente elétrica passe ao longo da peça que trava a tampa do tanque de combustível. Esta peça é feita com a liga metálica especial dotada de memória.
O calor gerado pela passagem da corrente elétrica deforma a peça, fazendo-a liberar a tampa do tanque. Ao interromper a passagem da energia, a peça volta ao seu formato original e trava novamente a tampa do tanque de combustível assim que o frentista a pressiona de volta.
Menor desgaste
Além de mais barato, mais leve e não ocupar espaço, o novo sistema é mais durável do que o atual, no qual o grande número de peças aumenta a possibilidade de falhas. "Mesmo se você abrir a tampa do tanque de combustível duas vezes por dia durante 10 anos, o sistema não apresentará nenhum desgaste," diz o engenheiro Gunther Naumann.
sábado, 5 de julho de 2008
Água ferve com metade da energia graças à nanotecnologia
Água ferve com metade da energia graças à nanotecnologia
Fonte: Inovação Tecnologica
Caldeiras para aquecer líquidos estão entre os equipamentos mais comuns na indústria, sendo essenciais para fabricação dos mais variados produtos e bens intermediários. E, justamente por sua utilidade, elas estão entre os maiores responsáveis pelas altas contas de energia que a indústria tem que pagar todos os meses.
Cortar pela metade essa conta de energia agora é uma possibilidade concreta, graças a uma camada invisível de nanomateriais, criada por pesquisadores do Instituto Politécnico Rensselaser, dos Esta
dos Unidos.
Fervura mais rápida
Aplicada na forma de um revestimento na parte inferior da caldeira, essa nanocamada reduz pela metade a energia necessária para fazer a água ferver.
E não será essa a única aplicação do novo nanomaterial: ao permitir maior eficiência na transferência de energia térmica, a solução poderá ser igualmente útil para o resfriamento de chips de computador, para o aumento da eficiência de sistemas de ar-condicionado e de qualquer outra aplicação onde a transferência de calor é importante.
Microcavidades e nucleação
Para que a água ferva é necessário uma interface entre a água e o ar. Em uma panela, por exemplo, existem duas interfaces desse tipo: a primeira está na superfície da água, onde ela entra em contato com o ar ambiente; e a segunda está na base interna da panela, onde a água entra em contato com minúsculas porções de ar presas na textura e nas imperfeições do fundo da panela.
Ainda que a maior parte da água da panela atinja 100º C, ela não consegue ferver por estar circundada por outras moléculas de água, inexistindo a interface com o ar necessária à mudança de fase - a passagem do estado líquido para o gasoso.
Já as bolhas de ar que sobem até a superfície da água são formadas quando o ar é aprisionado em uma cavidade em microescala sobre a superfície da panela. Em um processo chamado nucleação, essas bolhas são forçadas para cima pela pressão do vapor. Assim que as bolhas saem dessa microcavidade, a água inunda o local onde elas estavam, impedindo qualquer nova nucleação naquele ponto específico.
As bolhas são essenciais na fervura
O que os cientistas descobriram é que uma camada feita com nanobastões de cobre funciona como um depósito de nanobolhas para as microcavidades, evitando que elas sejam inundadas com água. Esse efeito produz um processo estável de nucleação das bolhas, que surgem em dimensões menores, mas em quantidade muito maior e de forma mais constante.
"Nós observamos um incremento de 30 vezes na densidade local de nucleação ativa das bolhas - um nome pomposo para o número de bolhas criadas - sobre a superfície tratada com nanobastões de cobre, em relação à superfície não-tratada," diz o pesquisador Nikhil Koratkar.
Caldeiras que consomem menos energia
A fervura é, em última instância, um processo de transferência de calor, que transfere energia da fonte de calor para a base de um recipiente e daí para o líquido que o recipiente contém. Ao ferver, o líquido se transforma em vapor, cuja energia - o calor - é eventualmente liberado na atmosfera.
A nova descoberta permite que esse processo se torne muito mais eficiente, o que poderá se traduzir em ganhos consideráveis de eficiência e economia de custos, podendo ser incorporado em uma enorme gama de equipamentos industriais que usam calor para criar vapor ou simplesmente para aquecer líquidos.
"Se você consegue ferver a água usando 30 vezes menos energia, será 30 vezes menos energia que você terá que pagar," diz Koratkar.
Fonte: Inovação Tecnologica
Caldeiras para aquecer líquidos estão entre os equipamentos mais comuns na indústria, sendo essenciais para fabricação dos mais variados produtos e bens intermediários. E, justamente por sua utilidade, elas estão entre os maiores responsáveis pelas altas contas de energia que a indústria tem que pagar todos os meses.
Cortar pela metade essa conta de energia agora é uma possibilidade concreta, graças a uma camada invisível de nanomateriais, criada por pesquisadores do Instituto Politécnico Rensselaser, dos Esta
dos Unidos.Fervura mais rápida
Aplicada na forma de um revestimento na parte inferior da caldeira, essa nanocamada reduz pela metade a energia necessária para fazer a água ferver.
E não será essa a única aplicação do novo nanomaterial: ao permitir maior eficiência na transferência de energia térmica, a solução poderá ser igualmente útil para o resfriamento de chips de computador, para o aumento da eficiência de sistemas de ar-condicionado e de qualquer outra aplicação onde a transferência de calor é importante.
Microcavidades e nucleação
Para que a água ferva é necessário uma interface entre a água e o ar. Em uma panela, por exemplo, existem duas interfaces desse tipo: a primeira está na superfície da água, onde ela entra em contato com o ar ambiente; e a segunda está na base interna da panela, onde a água entra em contato com minúsculas porções de ar presas na textura e nas imperfeições do fundo da panela.
Ainda que a maior parte da água da panela atinja 100º C, ela não consegue ferver por estar circundada por outras moléculas de água, inexistindo a interface com o ar necessária à mudança de fase - a passagem do estado líquido para o gasoso.
Já as bolhas de ar que sobem até a superfície da água são formadas quando o ar é aprisionado em uma cavidade em microescala sobre a superfície da panela. Em um processo chamado nucleação, essas bolhas são forçadas para cima pela pressão do vapor. Assim que as bolhas saem dessa microcavidade, a água inunda o local onde elas estavam, impedindo qualquer nova nucleação naquele ponto específico.
As bolhas são essenciais na fervura
O que os cientistas descobriram é que uma camada feita com nanobastões de cobre funciona como um depósito de nanobolhas para as microcavidades, evitando que elas sejam inundadas com água. Esse efeito produz um processo estável de nucleação das bolhas, que surgem em dimensões menores, mas em quantidade muito maior e de forma mais constante.
"Nós observamos um incremento de 30 vezes na densidade local de nucleação ativa das bolhas - um nome pomposo para o número de bolhas criadas - sobre a superfície tratada com nanobastões de cobre, em relação à superfície não-tratada," diz o pesquisador Nikhil Koratkar.
Caldeiras que consomem menos energia
A fervura é, em última instância, um processo de transferência de calor, que transfere energia da fonte de calor para a base de um recipiente e daí para o líquido que o recipiente contém. Ao ferver, o líquido se transforma em vapor, cuja energia - o calor - é eventualmente liberado na atmosfera.
A nova descoberta permite que esse processo se torne muito mais eficiente, o que poderá se traduzir em ganhos consideráveis de eficiência e economia de custos, podendo ser incorporado em uma enorme gama de equipamentos industriais que usam calor para criar vapor ou simplesmente para aquecer líquidos.
"Se você consegue ferver a água usando 30 vezes menos energia, será 30 vezes menos energia que você terá que pagar," diz Koratkar.